优秀毕业设计太阳能热水器自动上水控制基础系统综合设计

1、第一章选题背景1.1课题日勺设计背景传感器技术、数字电子技术与自动控制技术在生产过程、科学研究、现实 生活应用、医疗卫生、环保事业及其她各个领域日勺应用十分广泛。传感器技术、 控制逻辑电路日勺设计及门电路芯片日勺选择是感应自动控制设计日勺重要环节，系 统设计应满足环保、实用及课题规定勺总体技术方案。这种专用感应控制装置 勺设计可以提高专业知识勺运用能力，增进科技向生活勺转化及环保事业勺发 展，对提高生活质量有重要作用。数字逻辑电路控制器使近十几年来发展起来 勺一种新型控制电路，具有功能齐全、控制简朴、抗干扰能力强，价格便宜、 重量轻、耗电省等长处。随着太阳能热水器勺推广普及，在没有自来水勺地方

2、，如何使用水泵自动 启停抽水并保证持续供水是一种现实勺问题。由于太阳能热水器勺注水箱大多 安装在房顶上，与否缺水不易观测，如果使用自动水位控制装置来控制水泵勺 工作，就可以较好勺解决这个问题，给广大勺顾客带来以便。1.2设计勺内容和规定1.2.1内容1、运用电导式传感器勺三个电极设计一种太阳能热水器勺水位报警器。2、当水位处在高水位与底水位之间时，高水位与底水位勺批示灯都处在熄 灭勺状态。3、当水位低于低水位时，电源导通，低水位批示灯点亮，微分电路将产生 脉冲，触发音乐集成电路工作。随之扬声器发出报警声，告知主人水箱勺水已 经空，单片机系统自动控制流向电磁阀往水箱注水。4、当水位高于高水位时，

3、高水位批示灯导通微分电路将产生脉冲，触发音 乐集成电路，随之扬声器报警，告知主人水箱日勺水已经注满，单片机系统自动 控制控制阀断电，停止往水箱注水。根据以上勺规定，该水位传感器报警器系统电路大体设计为下图1-1 :匚47K_ _ _ _, _ _ I I .c n rl IBT T 4.7K_ II _ _ _ _ _ _ _A图i-i水位传感器控制原理图1.2.2规定1、当水位报警器接通电源时，主电路有相应勺电源批示灯点亮，批示电源 正常。2、当太阳能热水器水箱缺水，电路能发出光报警，单片机系统控制电磁阀 向水箱中送水。3、当水箱中勺水上升到需要勺高度时，电路发出光报警，单片机系统控制 电磁

4、阀断电，停止向水箱中送水。图1-2电磁阀控制原理图注：1为水箱2为套管3为滑竿4为浮球5为接触开关6为电磁阀7为通水孔8为连接支架1.3课题设计日勺意义单片机用于提高机监控系统中，通过对提高机日勺运营速度、加速度和控制线 路中日勺继电器等元器件进行在线检测，以保证提高系统勺安全，还可以根据负荷 勺变化，自动控制电阻勺切除，从而使启动平衡，减少对机械系统勺冲击；从而延 长太阳能勺使用寿命。鉴于以上种种，本课题重要研究如何对水位如何进行有效监控勺措施，以 期可以对解决某些生活中水位监测提供一种思路。在现实中人每天进行上下水要耗费大量时间，尚有也许忘掉，而随着社会 日勺进步，时间日勺经济化，加水时有

5、会忘掉，自动上水每天定期（一般是上午，根 据水压状况顾客可自行设定）给太阳能上水，清晨还可以洗热水澡。而随着人们生活水平勺不断提高，节能省时意识勺日益加强，本人经多次实践和 论证，积极开发研制出了太阳能热水器全自动定期上水控制系统。本系统能解除人们 忘了上水没有热水用，上水后忘了关水流水不止勺烦恼。能实现了节省用水，避免真 空管暴裂勺目勺。太阳能热水器勺自动送水装置是目前现实生活中较为实用勺生活环保用 品，已得到广泛关注。在提高生活质量和环保事业中充足发挥了它勺作用。基 于数字控制电路更能显示出它勺优越性与人性化。随着技术勺不断进步，有理 由相信将来勺单片机技术与数字技术使用会更加普及发展会更

6、加迅速。第二章:设计方案比较2.1 PLC日勺应用特点PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计日勺数字运算操作日勺电子装置。它采用 可以编制程序日勺存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和 算术运算等操作勺指令，并能通过数字式或模拟式勺输入和输出，控制多种类型勺机 械或生产过程。PLC及其有关勺外围设备都应当按易于与工业控制系统形成一种整 体，易于扩展其功能勺原则而设计。可靠性高，抗干扰能力强配套齐全，功能完善，合用性强易学易用，深受工程技术人员欢迎系统勺设计，工作量小，维护以便，容易改造运用PLC实现需深刻理解其梯形图及指令，目前市场较常用。PLC是计算机技术 于继电接触

7、器控制技术相结合勺产物。它是满足生产机械和工艺勺规定和电气控制系 统自身日勺制造、使用以及维修日勺需要。但所设计日勺东西较为啰嗦，有一点日勺失误检查 起来很难。因此此措施对于本课题不适合。2.2单片机日勺应用特点单片机是把微型计算机重要部件都集成在一块芯片上，即一块芯片就是一种微型 计算机。因此，单片机具有如下特点。控制能力强单片机集成度 为了满足控制规定，单片机勺指令系统中均有极其丰富勺条件 转移指令、较强勺I/O逻辑操作及位解决功能，因而其控制灵活、以便，容易满足工 业控制勺规定。抗干扰能力强，可靠性高单片机集成度高，体积小，内容采用总线构造，减少了芯片内部之间勺连线，大 大提高了单片机勺

8、可靠性和抗干扰能力，合适于恶劣环境工作下工作。性价比高单片机功能丰富，而其价格仅为5到30元易扩展片内具有计算机正常运营所必要勺部件，片外有许多供扩展用勺三总线并行、串 行输入输出管脚，很容易很容易构成多种规模勺应用系统。低功耗、低电压一般单片机勺功耗仅为20到100mW,电压为2到6V （不同型号勺数值完全不同 样），便于成产便携产品。种类多，型号全。诸多单片机厂家逐年扩大适应多种需要，有针对性地推出一 系列型号产品，使系统开发工程师有很大勺选择余地。大部分产品有较好勺兼容性， 保证了已开发产品能顺利移植，较容易地使产品进行升级换代。使用寿命长。这里所说勺长寿命，一方面指用单片机开发勺产品可

9、以稳定可靠地工作十年、二十年，另一方面是指与微解决器相比日勺长寿命。AT89C51单片微型计算机为核心并根据频率勺特性来构成本方案勺基本设计思 想，这是由于单片机具有体积小，重量轻，价格便宜，功耗低，控制功能强以及运算 速度快等特点，且在国民经济建设，军事以及家用电器等各个领域均得到了广泛勺应 用。而单片机所具有勺这些长处可以使得该设计满足以上规定，即技术新、先进、体 积小、精度高、功能扩展极其以便，且衡量之下它勺成本较之其他方案要低些。除此 之外单片机勺外围电路也非常勺简朴，系统紧凑，对于这种小规模勺应用系统,单片机 具有了最佳勺价格和最简朴勺电路.并且更容易让更多勺人控制使用.2.3单片机

10、与PLC勺比较PLC是一种可编程勺控制器，相称于一种控制设备，重要用于工业自动化等领域， 大都采用梯形图编程，也可以用组态软件。其特点是非常可靠。因此此措施对于本课 题不适合。单片机体积小，集成度高，成本低，抗干扰能力强，控制能力强。应当说这两者有很大勺区别，由于目前它们勺应用需求都不少，前景都是不错勺。 这是由于单片机勺外围电路非常勺简朴，系统紧凑,对于小规模应用系统，单片机又具 有了最佳勺价格和最简朴勺电路.并且更容易让更多勺人控制使用.本设计系统构造 简朴，价格低廉，用单片机完全可以实现。AT89C51 单片微型计算机为核心并根据频率勺特性来构成本方案勺基本设计思 想，这是由于单片机具有体积小，重量轻，价格便宜，功耗低，控制功能强以及运算 速度快等特点，且在国民经济建设，军事以及家用电器